1.LNG用作车辆燃料的优势
LNG用做汽车燃料,优势极为突出,主要表现在以下几个方面。
(1)安全性LNG优良的理化性质决定了其突出的安全性。
1)燃点较高,为595~650℃。
2)燃烧范围较窄,为5%~15%。
3)相对密度轻于空气、易于扩散。
(2)环保性LNG组分简单,不含杂质和固体颗粒,燃烧干净。再加上燃料含碳少,抗爆性好,不含抗爆剂,所以LNG用作汽车燃料,气体排放物的减少非常明显。LNG作为燃料汽车废气排放物综合降低达82%以上。几种常用燃料的排放比较见表4-1。
表4-1 几种常用燃料的排放比较
(3)经济性 根据天然气、汽油、柴油及LPG的燃烧特性和运行试验结果,1m3(标)天然气的行驶里程大约等效于1~1.1L燃油、1~1.2L汽油、1.57L LPG。
由于世界范围的能源紧缺,导致石油价格近年不断攀升。与燃油相比,天然气价格具有明显的优势,而天然气和LNG的价格优势也是推动天然气汽车产业发展的根本动力。根据目前全国各地市场LNG资源价格的不同,LNG用做汽车燃料,成本可降低10%~40%。
目前世界范围内,天然气的价格与成品油相比具有20%~50%的优势。据调查,美国市场LNG用做汽车燃料比柴油降低40%。
由于LNG洁净且基本无颗粒物,因此LNG汽车发动机运行寿命相比燃油和CNG发动机显著延长,维修费用大幅度降低。
(4)能效高LNG低温下气液膨胀比大约600倍以上,能量密度大,易于运输和储存,可通过槽车运输至任何能够建站的地方,运输成本不到CNG的十分之一。由于LNG能量密度大,所以LNG车辆续驶里程长,如配备330L气瓶的公交巴士能连续行驶400km以上;配备两个450L气瓶的重型货车或长途巴士能连续行驶1000km左右,见表4-2。
表4-2 不同车用燃料的行驶距离
(5)适用便捷LNG车辆另一明显优势是加注时间短,一般大型车辆(400L气瓶)加注时间只需3min即可加满液体。LNG车辆由于加注快速,加注次数大幅减少,可大幅度提高车辆运营效率。而CNG大型车辆要配置8~10个高压气瓶,一次加气时间要15~20min,甚至更长。
柴油车在北方地区冬季起动时,要提前预先预热,给司乘人员带来极大不便。而LNG车辆起动方便,不需预热,为此也受到冬季严寒地区司乘人员的极大欢迎。
2.产业优势明显,规模快速膨胀
我国自2002年12月第一个LNG加注站在北京建成并投入运行,LNG汽车加注产业至今已跨越前几年谨慎和困难的示范运行期,大踏步迈入快速扩张发展期。特别是近两三年,随着国内数个大型LNG接收站的建成投产和规模庞大的液化厂建设,以及LNG资源的大范围应用,为LNG汽车产业提供了良好的资源保障,使得LNG汽车产业异军突起,呈爆炸式发展态势。据不完全统计,仅2009~2011年三年的时间,国内LNG加注站从2008年前的不到10座,发展到现在的数百余座,建站形式也由以常规站发展到以更加灵活方便的橇装站为主。目前国内已有广东、新疆、内蒙古、山西、陕西、贵阳、海南、北京、山东、深圳、浙江、天津、江苏等省市大力发展LNG公交车辆和重型运输车辆,并取得良好的环保效果和显著社会效益。
图4-1 TC34全浸润型低温潜液泵
据不完全了解,海南省已建成5座LNG加注站,已有近300台LNG公交大巴正常运行。随着国际旅游岛的建设,海南省今后将重点发展LNG公交大巴和长途运输;深圳市已有8座LNG加注站建成投用,目前已有近600余辆LNG公交大巴和200辆LNG货柜载货汽车在运行;珠海市也已规划大力发展LNG汽车,政府已下文明确规划今后新购置的公交车辆全部为以LNG为主的新能源汽车;湛江市已建成LNG加注站2座,有200辆LNG公交大巴正常运行;惠州、中山等地今年也已分别建成LNG加注站,LNG公交大巴也已投入商业运行;新疆、内蒙古、陕西、山西等地近两年已分别建成数十座LNG加注站,数千辆LNG重型运输载货汽车已经规模化运营。
各地政府和企业十分看好LNG汽车产业的发展前景,且不遗余力地做好配套服务和提供优惠政策。据不完全统计,除沿海地区已经建成或正在建设的大型LNG接收站外,目前全国各地已有近100座中小型液化厂在建或建成投产。而这些液化厂的主要市场目标都瞄准LNG汽车加注市场。同时,国家发改委和交通部门也正从国家层面上牵头制订LNG汽车的发展规划。
国内中石油、中石化、中海油等大型国有能源企业和一些有实力的民营能源企业均已十分看好LNG汽车产业,并拟加大资本投入、加大与各地政府的合作,大力发展LNG汽车产业。
3.产业技术成熟,加注站设备基本以国产化为主导
目前,LNG加注站设备技术已非常成熟,设备成套也已基本国产化,如LNG低温储罐和LNG真空管已完全实现国产化;产业发展初期主要依靠进口的核心设备低温潜液泵(图4-1)也已实现国产化。杭州新亚低温设备公司承担的国家“863”低温潜液泵项目已通过国家验收,目前已有数十台在国内LNG加注站使用,性能基本达到使用要求;杭州新亚低温设备公司等单位研制生产的LNG加注枪已大批量在各地加注站投入使用,经不断改进,已基本满足使用要求。
随着经济全球化步伐的加快,一些国外著名低温设备生产商已在我国建立生产基地,如美国CHARTER公司数年前在江苏常州建厂,实现其低温设备在中国的系列化生产。LNG等低温产业采用国外先进设备也已非常方便,如LNG加注站常用的低温泵厂商美国ACD公司,数年前就看好我国的LNG市场,在杭州成立销售公司,设有充足的产品储备和维修基地,使国内众多LNG加注站方便地使用该公司产品;著名低温设备生产商法国Cryostar公司、长沙力普吉公司代理销售的意大利VANZETTI低温潜液泵也受到一致好评。实际上,现在对低温通用设备的选择使用,若处在市场公平的基础上,产品的质量、品牌和成本已成为加注站企业的主要考虑因素。
4.LNG汽车技术成熟,已实现商业化运营,且具有较好的经济性(www.xing528.com)
目前国内外LNG汽车技术成熟,且LNG汽车已经实现商业化运营。国内LNG大巴(图4-2)生产厂商如郑州宇通客车公司、山东聊城中通客车公司、苏州金龙客车公司、厦门金龙客车公司、陕西欧舒特客车公司、深圳五洲龙公司、重庆恒通公司、珠海广通公司、上海申沃公司、广州红桥客车公司、浙江绍兴金龙等生产厂商已实现批量生产,并进入商业运营。LNG重型载货汽车(图4-3)也有陕西重汽、东风特商、一汽、中国重汽、航天三江集团、北奔重型汽车、福田欧曼、红岩、华菱等单位实现批量生产并加紧布局。LNG汽车制造产业均为大投入、大产出、低污染产业,对当地经济拉动作用明显,并可大力促进当地就业,具有非常可观的社会效益。因此,很多地方政府都不遗余力地支持发展汽车产业。
图4-2 LNG客车
a)LNG公交大巴 b)LNG城际长途巴士
根据用户和主流生产厂商的调查,目前功率为180~300马力(1马力=735.499W)的国产LNG公交大巴和货运载货汽车比相同功率、相同类型的柴油车价格高出约5~8万元。根据各地资源价格不同,各地LNG汽车的经济效益也有较大差异。对于北方市场,某些地方LNG资源价格较低,使用LNG汽车可在一年内收回差价成本。另外,LNG发动机的维护费也有明显降低。以南方某城市公交线路大巴为例,经济性比较见表4-3。
5.LNG加注站橇装化规模推广,大幅度降低建站成本
利用LNG能量密度高、运输使用便利的特点,为节约建站用地,近两年LNG加注站(图4-4)橇装化进程非常迅速,成套技术已完全成熟,各地的LNG加注站有80%左右为橇装站,并已形成系列化。目前国内江苏圣汇低温设备公司、四川空分集团、张家港中集圣达因低温装备公司、重庆巨创科技公司、重庆四联油气设备公司、成都华气厚普机电设备公司、张家港富瑞公司、安瑞科能源集成公司和常州查特公司等均能提供成熟的LNG橇装成套加注设备。橇装站储罐主要以30m3、50m3和60m3为主,其中60m3储罐的加注站已经成为主流。
图4-3 LNG重型载货汽车
a)LNG单一燃料重型牵引车 b)LNG重型载货汽车
图4-3 LNG重型载货汽车(续)
c)LNG燃料HPDI重型载货汽车
表4-3 LNG汽车与柴油车综合比较
图4-4 LNG加注站和加注装置
a)LNG常规加注站 b)LNG橇装加注站 c)LNG港口拖车用橇装加注站
图4-4 LNG加注站和加注装置(续)
d)无动力式LNG橇装加注装置 e)可移动式LNG加注装置
LNG橇装站另一优势是占地面积小,节省建站用地。一般LNG橇装站占地面积只需500~800m2,较CNG加气站大大减少建站用地。
由于设备紧凑,无高压设备,仅有低温潜液泵为动力设备,设备投资也大幅降低。目前LNG橇装加注站成套设备根据软硬件配置不同,一般造价较CNG加气站大幅度减少。即使LNG常规站的投资也比CNG母站的投资优势明显。
6.LNG橇装加注站运行简便、成本低
由于LNG加注站设备仅低温潜液泵(功率约为12kW)消耗极少量的电能,因此运行成本极低。与CNG加气站相比,LNG加注站节能减排效果极为显著,运行成本明显降低,见表4-4。
表4-4 CNG、LNG和LCNG加气(注)站对比分析表
注:1亩=666.6m2。
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